2025青少年航天知識競賽練習題試卷+參考答案1.單選題（每題2分，共30分）1.2024年6月成功發(fā)射的嫦娥六號探測器首次實現(xiàn)了哪項壯舉？A.月球背面軟著陸B(tài).月球背面采樣返回C.月球南極建立基地D.月球軌道長期駐留答案：B2.我國“天問”系列行星探測任務中，天問三號的預定目標是：A.火星采樣返回B.木星系探測C.小行星帶穿越D.金星大氣取樣答案：A3.火箭發(fā)射倒計時中“T0”時刻的準確定義是：A.火箭點火瞬間B.火箭起飛瞬間C.第一級發(fā)動機關(guān)機瞬間D.發(fā)射窗口開啟瞬間答案：B4.在地球靜止軌道上運行的衛(wèi)星，其軌道高度約為：A.160kmB.800kmC.20200kmD.35786km答案：D5.航天員出艙活動必須穿著艙外航天服，其最核心功能是：A.保暖B.防輻射C.維持壓力與供給呼吸氣體D.提供動力飛行答案：C6.2025年計劃發(fā)射的巡天空間望遠鏡主鏡口徑約為：A.0.5mB.1.0mC.2.0mD.2.5m答案：C7.火箭推進劑中，液氧/液氫組合的比沖（真空）大致為：A.220sB.260sC.310sD.450s答案：D8.國際空間站軌道傾角約51.6°，選擇該傾角的主要原因是：A.節(jié)省燃料B.避開范艾倫輻射帶C.兼顧美俄發(fā)射場緯度D.減少太空垃圾碰撞答案：C9.月球“潮汐鎖定”導致：A.月球沒有自轉(zhuǎn)B.月球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)周期相同C.月球軌道不斷抬升D.地球自轉(zhuǎn)加速答案：B10.在火星表面，讓直升機起飛的最大技術(shù)難題是：A.溫度過高B.空氣密度低C.磁場紊亂D.沙塵導電答案：B11.我國“北斗三號”系統(tǒng)采用的軌道不包括：A.地球靜止軌道B.傾斜地球同步軌道C.中圓地球軌道D.太陽同步軌道答案：D12.火箭回收技術(shù)中，“格柵舵”主要用于：A.調(diào)節(jié)發(fā)動機推力B.控制再入姿態(tài)C.降低熱流密度D.增加升限答案：B13.深空探測中，利用行星引力改變探測器軌道與速度的技術(shù)稱為：A.軌道爬升B.引力彈弓C.氣動剎車D.太陽帆加速答案：B14.空間冷原子鐘的核心優(yōu)勢是：A.體積小B.微重力環(huán)境提高精度C.耗電量低D.可重復使用答案：B15.2025年青少年航天知識競賽官方吉祥物“航航”原型動物是：A.熊貓B.白鯨C.藏羚羊D.金絲猴答案：C2.多選題（每題3分，共30分；每題至少兩個正確答案，多選少選均不得分）16.下列哪些屬于火箭上升段面臨的“最大動壓區(qū)”危害？A.結(jié)構(gòu)載荷驟增B.整流罩過熱C.控制系統(tǒng)震蕩D.推進劑蒸發(fā)答案：A、C17.關(guān)于“霍爾電推進”，下列說法正確的是：A.使用惰性氣體工質(zhì)B.推力大于化學火箭C.比沖可達1000s以上D.適用于衛(wèi)星姿態(tài)微調(diào)答案：A、C、D18.月壤中可能用于原位建造的資源包括：A.二氧化硅B.氧化鋁C.水冰D.氦3答案：A、B、C、D19.下列哪些措施可降低衛(wèi)星被空間碎片撞擊的概率？A.任務結(jié)束后鈍化B.升高軌道進入“墓地軌道”C.采用可重復展開結(jié)構(gòu)D.主動離軌再入答案：A、B、D20.關(guān)于“拉格朗日點”，下列描述正確的是：A.L1位于地球與月球之間B.L2在地月連線外側(cè)C.L3在月球背面軌道對稱點D.L4、L5可穩(wěn)定駐留小天體答案：A、B、C、D21.載人登月返回艙再入地球時，需要克服的技術(shù)難點有：A.第二宇宙速度再入熱流B.跳躍式再入制導C.黑障通信中斷D.月塵污染回收傘答案：A、B、C22.下列哪些衛(wèi)星屬于地球同步軌道但非靜止軌道？A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B.橢圓軌道通信衛(wèi)星C.太陽同步軌道衛(wèi)星D.地球靜止軌道衛(wèi)星答案：A、B23.關(guān)于“太空電梯”設想，目前材料學需要突破的關(guān)鍵包括：A.超高強度碳納米管纜繩B.低地球軌道輻射防護C.超導體常溫化D.纜繩抗微流星體能力答案：A、B、D24.火星“地球化”改造潛在步驟包括：A.釋放溫室氣體增溫B.人工磁場屏蔽太陽風C.引入極端嗜極微生物D.直接搬運地球大氣答案：A、B、C25.下列哪些探測器曾成功實現(xiàn)小行星采樣返回？A.隼鳥號B.隼鳥2號C.OSIRISRExD.嫦娥五號答案：A、B、C3.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）26.我國首顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”采用自旋穩(wěn)定方式。答案：√27.火箭發(fā)射時產(chǎn)生的橘紅色尾焰主要來源于液氧煤油燃燒。答案：√28.國際空間站核心艙“曙光號”由歐洲航天局建造。答案：×29.月球晝夜溫差近300℃，是因為其自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相同。答案：√30.在軌航天器采用的金色多層隔熱材料主要成分為鋁化聚酰亞胺薄膜。答案：√31.火星衛(wèi)星“火衛(wèi)一”軌道半徑正在逐漸擴大。答案：×32.我國“長征五號B”火箭近地軌道運載能力大于25噸。答案：√33.空間冷原子鐘利用激光冷卻技術(shù)將原子溫度降到接近絕對零度。答案：√34.地球靜止軌道衛(wèi)星可永久固定在太平洋某地上空不動。答案：×35.2025年計劃發(fā)射的“愛因斯坦探針”衛(wèi)星主載荷為龍蝦眼X射線望遠鏡。答案：√4.填空題（每空2分，共20分）36.我國空間站三個艙段“天和”“問天”“夢天”組合體總質(zhì)量約________噸。答案：9037.火箭比沖單位常用________，表示每秒消耗1千克推進劑產(chǎn)生的推力。答案：秒（s）38.月球赤道上白天最高溫度約________℃。答案：12039.地球同步軌道衛(wèi)星的軌道周期為________小時________分________秒。答案：23、56、440.2024年發(fā)射的“鵲橋二號”中繼星軌道類型為________軌道。答案：暈（Halo）41.火星一年相當于地球________天。答案：68742.我國“北斗”系統(tǒng)空間信號測距誤差優(yōu)于________米（95%置信度）。答案：0.543.長征二號F火箭逃逸塔分離高度約________千米。答案：1044.國際空間站每________分鐘繞地球一圈。答案：92.68（或93）45.月壤中氦3豐度約________ppm。答案：155.簡答題（每題10分，共30分）46.簡述火箭“級間分離”必須滿足的三大條件，并說明冷分離與熱分離的區(qū)別。答案：（1）三大條件：①上級發(fā)動機達到額定推力，確保加速大于重力；②級間連接爆炸螺栓可靠解鎖，無殘留連接；③分離推沖系統(tǒng)提供足夠相對速度，避免結(jié)構(gòu)碰撞。（2）冷分離：上級發(fā)動機未點火，先由彈簧或小型火箭提供分離速度，上級點火延遲數(shù)百毫秒，優(yōu)點是無高溫尾流，對下級損傷??；缺點是需額外推沖器。（3）熱分離：上級發(fā)動機先點火，后解鎖爆炸螺栓，利用上級噴流吹離下級，系統(tǒng)簡單、可靠性高，但需下級頂部設耐熱導流結(jié)構(gòu)，防止尾流回卷。47.說明“引力彈弓”在探測外行星時的能量來源，并計算一例：假設木星速度13km/s，探測器以10km/s速度沿木星運動方向接近，最接近時相對木星速度為15km/s，求探測器日心速度最大可增加多少？答案：能量來源為行星繞日運動的軌道機械能，探測器“竊取”行星角動量與動能，行星速度微降但質(zhì)量巨大，幾乎不變。計算：設木星速度Vj=13km/s，探測器相對木星速度V∞=15km/s，沿木星運動方向飛出，則探測器日心速度Vmax=Vj+V∞=28km/s；若原日心速度10km/s，則增量ΔV=18km/s。48.結(jié)合我國探月工程，說明“月面起飛”與“地面起飛”在工程實現(xiàn)上的四點核心差異。答案：①無固定發(fā)射塔：月面起飛需著陸器本身作為發(fā)射臺，需自帶導流、減震、調(diào)平機構(gòu)；②真空環(huán)境：無需整流罩，發(fā)動機噴口可完全外露，但需防月塵回流，采用偏置噴口或快速上升；③起飛質(zhì)量受限：上升器需自帶推進劑，月面起飛窗口由軌道器決定，僅數(shù)分鐘，需自主定姿、定軌；④通信延時大：地月單程1.28秒，無法實時遙控，上升器必須全自主導航、制導、控制，采用激光雷達+視覺相對導航，確保與軌道器精準交會。6.綜合應用題（共30分）49.火星采樣返回任務軌道設計（30分）已知：—地球繞日軌道半徑1AU，火星1.52AU；—霍曼轉(zhuǎn)移時間259天；—火星表面重力3.71m/s2，半徑3390km；—上升器需將0.5kg樣品送至火星軌道高度300km圓軌道；—上升器比沖320s，結(jié)構(gòu)系數(shù)0.15（結(jié)構(gòu)質(zhì)量/起飛質(zhì)量）。（1）計算火星300km圓軌道速度（保留兩位小數(shù)）。（2）求上升器在火星表面起飛所需最小速度增量ΔV（忽略大氣與損耗）。（3）根據(jù)火箭方程，計算上升器起飛質(zhì)量與推進劑質(zhì)量。（4）若采用“軌道器+上升器”兩器模式，軌道器需攜帶多少千克推進劑才能完成火星軌道交會后返回地球的霍曼轉(zhuǎn)移？（給出計算過程，假設軌道器干質(zhì)量800kg，比沖450s，返回ΔV=1.2km/s）。答案：（1）v=√(GM/r)=√(3.71×33902/(3390+300)×1000)=3.45km/s（2）ΔV=v=3.45km/s（3）由火箭方程：m0/mf=exp(ΔV/(Isp·g0))=exp(3450/(320×9.81))=2.96設樣品+結(jié)構(gòu)=0.5+0.15m0，則mf=0.5+0.15m0解得m0=1.48kg，推進劑mp=m0?mf=0.98kg（4）返回ΔV=1.2km/s，Isp=450sm0/mf=exp(1200/(450×9.81))=1.30mf=800kg，則m0=1040kg，推進劑240kg50.衛(wèi)星熱控設計（20分）某立方星在800km太陽同步軌道，軌道周期100.2分鐘，陽照期63分鐘，陰影期37分鐘。衛(wèi)星功耗平均30W，設備工作溫度范圍?10℃~+50℃。已知：—衛(wèi)星外表面積0.12m2，散熱面占30%，太陽常數(shù)1367W/m2，地球紅外輻射平均250W/m2；—散熱面涂層發(fā)射率ε=0.8，吸收率α=0.2；—忽略內(nèi)部導熱，僅考慮輻射平衡。（1）計算陽照期散熱面達到的最高平衡溫度。（2）計算陰影期最低平衡溫度。（3）判斷設備是否會超溫或欠溫，并提出兩項改進措施。答案：（1）陽照期：Qin=α·S·A·cosθ+ε·E·A=0.2×1367×0.12×1+0.8×250×0.12=32.8+24=56.8WQout=εσAT?=0.8×5.67×10??×0.12×T?平衡時Qin+Qint=Qout→56.8+30=0.8×5.67×0.12×10??T?